OpenCV HSV颜色格式

1. 前言

在使用OpenCV进行颜色识别和追踪时，我们通常会将图片格式转为HSV格式。在转换为HSV格式过程中，吃到过一些教训。

在这里总结一下自己的教训。

同时，帮助我们加深理解一下HSV颜色格式。

2. HSV

使用OpenCV将图片的颜色转换为HSV格式，可以方便我们进行颜色追踪。而转换方法很简单。示例代码如下：

Mat dst = new Mat();
Imgproc.cvtColor(rgb, dst, Imgproc.COLOR_RGB2HSV_FULL); //将颜色转为HSV

在上面的代码中，rgb是我们将Android相机采集到的图片转换为Mat后的结果。

如何转换可以参考https://zinyan.com/?p=345 这里就不介绍了。

当我们进行转换为HSV格式的时候，通常有两种选择：

• Imgproc.COLOR_RGB2HSV_FULL ： 转换后的HSV数值中，H的值范围0~255， S的范围：0-255，V的范围：0-255
• Imgproc.COLOR_RGB2HSV： 转换后的HSV数值中，H的值范围0~180， S的范围：0-255，V的范围：0-255

这个两种的区别就在于H的值的取值范围。

H（Hue）色调：从红色开始按照逆时针方向计算。红色为0。

S（Saturation）饱和度：简单理解就是颜色的鲜艳程度，也就是颜色与白色的混合程度。范围0到255，值越大颜色纯，值越小越颜色越淡。

V（Value）明度：指颜色的明暗程度。取值范围从0到255，明暗程度也就是从黑到白。比如暗红色和大红色。一个黑一个亮。就可以通过明度值进行调整。

当我们理解这个关系之后，就可以结合这个比较常见的图进行理解了。

PS：在网上找到个各种在线HSV色值，都是基于H：0~360，S：0-100，V：0-100。进行配置的。而在OpenCV中取值范围是不一样的。 openCV在取值转换中进行了变换。具体的转换可以通过下面的颜色计算进行了解。

我们经常得到的一些OpenCV 的HSV色卡表如下:

	黑	灰	白	红		橙	黄	绿	青	蓝	紫
hmin	0	0	0	0	156	11	26	35	78	100	125
hmax	180	180	180	10	180	25	34	77	99	124	155
smin	0	0	0	43		43	43	43	43	43	43
smax	255	43	30	255		255	255	255	255	255	255
vmin	0	221	221	46		46	46	46	46	46	46
vmax	46	220	255	255		255	255	255	255	255	255

我们如果想使用该颜色卡进行提取图片中的红色区域：

Mat dst = new Mat();
Imgproc.cvtColor(rgba, dst, Imgproc.COLOR_RGB2HSV_FULL); //将颜色转为HSV
//执行2值化
Mat mask1 = new Mat(dst.rows(), dst.cols(), CvType.CV_8UC1);
//过滤红色
Core.inRange(dst, new Scalar(0,43,46), new Scalar(10,255,255), mask1);

在上面的实例中，最终得到的mask1对就是一个单通道的从dst原图中得到的红色区域的对象。

我们如果直接显示mask的会得到一个黑白的图片。我们可以直接在这个图上获取轮廓等处理。

3. Scalar

在OpenCV中我们针对颜色进行配置的时候，不是使用Color对象。都是通过Scalar对象进行处理的。

而该对象存储的其实就是一个double val[]数组。

  public Scalar(double v0, double v1, double v2, double v3) {
        val = new double[] { v0, v1, v2, v3 };
    }

    public Scalar(double v0, double v1, double v2) {
        val = new double[] { v0, v1, v2, 0 };
    }

我们在使用Scalar进行传入参数时，参数的意义是根据我们的图片类型来决定的。

例如：

有一个Mat对象，是RGBA格式的。那么我们在针对该Mat进行颜色处理时传入的Scalar变量。传入的v0=R，v1=G，v2=B，v3=A。

如果Mat时HSV类型的。那么v0=H，v1=S，v2=V。

所以，当我们使用颜色的时候，根据自己的要处理的Mat对象的类型来传值。

4. 颜色计算

我们如果通过搜索会得到HSV颜色值得取值范围是：

H:0°~306° ：是一个角度值。

S：0%~100% ：是一个比例值。

V：0%~100%：也是一个比例值。

而各种在线调色板等等工具，也是按照上面的范围配置HSV。而我们在OpenCV中使用的HSV范围是不一样的。

所以我们需要进行转换。

HSV_FULL:中的H范围是0~255： 计算转换方式为： H*255/360=h
HSV :中的H的范围是0~180： 计算转换方式为：H/2=h

而两种格式的S和V的范围都是0~255.所以计算转换方式为：S/100*255=s 和 V/100*255=v

我们使用openCV HSV 值：[10,255,255] 转换为标准的HSV的结果就是：

H = 10*2=20
S = 255/255*100=100
V = 255/255*100=100

我们手动的进行一个转换就可以了。